专利名称：一种深度处理含汞废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种含汞废水的处理方法，特别是适用于聚氯乙烯树脂生产中的含汞废水处理的方法。
背景技术：
由于聚氯乙烯的广泛应用，以及我国电石资源十分丰富和电石乙炔法工艺技术的日益成熟，使得电石法聚氯乙烯工业迅猛发展，然而带来巨大经济效益的同时也带来了严重的环境污染问题，由于以HgCl2作为催化剂，不可避免的造成汞的流逝，随之造成的汞污染问题也日趋严重。虽然含汞废水的危害早已被人们所认识，并且开发了很多方法进行处理，但大部分文献中的处理数据是实验室或中试研究的结果，实际用于工业中含汞废水处理的工程实践尚不成熟。中国专利CN 102010086A中公布了 “一种三段连续工艺处理含汞废水的方法”，其方法是将含汞废水PH调节至9-11，由泵打入反应罐内，同时在反应罐内加入Hg Na2SW 质量浓度比=1 5-1 20、质量浓度为0.5-0. 6的沉降剂Na2S溶液进行充分反应，然后加入质量浓度为0. 01-0. 03的无机絮凝剂，生成的HgS絮状沉淀自然沉淀下来，上清液经过滤后达到排放标准，沉淀后的HgS沉淀物去污泥浓缩池。但是经该方法处理后废水中仍含有低浓度的汞，会对环境造成影响。
发明内容
本发明在于解决了目前电石法生产聚氯乙烯树脂工业炉合成工序产生的含汞废水处理效果差从而造成对环境污染的问题，进而提供了一种Hg2+处理彻底、污染小、工艺简单合理、易实施、见效快的深度处理含汞废水的方法。本发明采用的技术方案是一种深度处理含汞废水的方法，包括依次相连接的PH 调节池、输送泵、反应罐、污泥浓缩池以及处理含汞污泥的固液分离装置，其特征在于反应罐后设置了砂滤罐和含汞废水的深度处理装置，步骤如下(1)首先将含汞废水汇集至PH调节池，将PH调节至9-11 ；(2)由输送泵打入反应罐内，同时在反应罐内加入Na2S溶液进行充分反应，然后加入絮凝剂狗3+，生成的HgS絮状沉淀自然沉淀下来；(3)反应后的上清液经砂滤罐过滤后进入含汞废水的深度处理装置，(4)沉淀后的HgS沉淀物去污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩后进入固液分离装置进行固液分离，分离后的液体返回PH调节池，分离后的固体装桶密封收集。所述的一种深度处理含汞废水的方法，含汞废水的深度处理装置包括依次相连的还原反应器和旋液分离器；经砂滤罐过滤后的含汞废水均勻稳定的流速送入还原反应器， 还原反应器内的填料为金属锌，在还原反应器中含汞废水中的汞离子与金属锌发生还原反应，析出液态汞单质并与还原后的废水一起进入旋液分离器中进行液液分离，经分离后的汞单质由旋液分离器的底部排出并装桶密封收集，分离后的上清液由旋液分离器的顶部出来，当含汞浓度< 0. 5 μ g/1后排放。使用锌粒还原剂可使汞离子还原成金属汞，而且还原剂价格低廉，溶剂中损失少，除汞效率高，有利于含汞废水的处理。所述的一种深度处理含汞废水的方法，旋液分离器后连接一吸附器，吸附器内的填料为分子筛，从旋液分离器顶部出来的分离后的上清液进入吸附器，在还原反应器中未反应的汞离子被吸附器内的分子筛吸附，当吸附后的废水含汞浓度< 0. 5 μ g/1后排放。分子筛对二价汞有较强的去除作用，并有较大的吸附容量，可在反应条件(汞浓度、PH、温度、 接触时间等)较宽的范围使用，工艺过程易控制、易实施，有利于进一步提高含汞废水的处理效率。所述的一种深度处理含汞废水的方法，吸附器后设置一废水循环泵，吸附后的废水通过废水循环泵以均勻稳定的流速将废水再送入还原反应器进行还原反应，经旋液分离器进行液液分离，旋液分离器顶部出来的分离后的上清液再进入吸附器，分离后的上清液含汞浓度< 0.5 μ g/Ι后排放。所述的一种深度处理含汞废水的方法，吸附器顶部连接一气相吸附装置，气相吸附装置内填装有活性炭。使用活性炭，有利于将气相中的汞吸附到活性炭中，达到了保护环境的目的。所述的一种深度处理含汞废水的方法，分子筛是可再生的，当分子筛达到吸附饱和后，在吸附器底部通入蒸汽对分子筛进行再生，通过分子筛的含汞蒸汽进入气相吸附装置后排放。利用化工生产过程中的蒸汽余热对分子筛进行再生，可有效利用能源，降低生产成本，达到了保护环境的目的。所述的一种深度处理含汞废水的方法，吸附器内的填料为球状或柱状的13X型分子筛、5A型分子筛或固体活性炭、重金属螯合树脂。其中13X和5A分别表示分子筛的型号， 其孔径分别为IOA和5A。所述的一种深度处理含汞废水的方法，还原反应器内的填料为金属，其离子态的电极电位低于汞离子的电极电位。所述的一种深度处理含汞废水的方法，还原反应器内的填料为5_20mm的球状或
柱状的金属锌、金属铁或金属铝。所述的一种深度处理含汞废水的方法，均勻稳定的流速为4-15m3/h。本发明本着保护环境、节能减排的目的，针对电石法生产聚氯乙烯树脂工业炉合成工序产生的含汞废水难以处理这一污染环境的因素，通过化学沉淀法、金属还原和分子筛吸附过滤的处理方法，从而使经处理的含汞废水能够达到< 0. 5 μ g/Ι ；采用化学反应法处理高浓度含汞废水，利用汞离子能与硫化物生成难溶于水的沉淀的原理，使Hg2+转化为 HgS，通过加入絮凝剂使HgS自然沉降下来；然后采用金属还原法处理低浓度含汞废水，其反应速率较高，可直接回收金属汞，而经分离后的金属汞最终装桶密封收集，采用分子筛吸附的方法，因分子筛有较大的吸附容量，可在反应条件较宽的范围使用，而且分子筛可再生，故可重复使用，防止二次污染，进而达到保护环境的目的，同时也降低了生产成本，提高了经济效益。本发明一方面使得含汞废水处理彻底、污染小；另一方面由于本系统内填料可重复使用，投资小，易实施；同时工艺简单合理，能够有效的达到节能减排、保护环境的目的。本发明可广泛应用于含汞废水的处理中，特别适用于聚氯乙烯树脂生产中的含汞废水的深度处理中。
图1为本发明的实施例工艺流程图；图1中1为反应罐、2为输送泵、3为PH调节池、4为污泥浓缩池、5为固液分离装置、6为还原反应器、7为旋液分离器、8为吸附器、9为气相吸附装置、10为废水循环泵、11 为砂滤罐。
具体实施例方式参照附图1中，本实施例包括如下步骤包括依次相连接的PH调节池3、输送泵 2、反应罐1、污泥浓缩池4以及处理含汞污泥的固液分离装置5，反应罐后设置了砂滤罐11 和含汞废水的深度处理装置，步骤如下首先将含汞废水汇集至PH调节池，将PH调节至 9-11 ；由输送泵打入反应罐内，同时在反应罐内加入Na2S溶液进行充分反应，然后加入絮凝剂狗3+，生成的HgS絮状沉淀自然沉淀下来；反应后的上清液经砂滤罐过滤后进入含汞废水的深度处理装置，沉淀后的HgS沉淀物去污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩后进入固液分离装置进行固液分离，分离后的液体返回PH调节池，分离后的固体装桶密封收集。另一实施例不同之处在于含汞废水的深度处理装置包括依次相连的还原反应器 6和旋液分离器7 ；经砂滤罐过滤后的含汞废水均勻稳定的流速送入还原反应器，还原反应器内的填料为金属锌，在还原反应器中含汞废水中的汞离子与金属锌发生还原反应，析出液态汞单质并与还原后的废水一起进入旋液分离器中进行液液分离，经分离后的汞单质由旋液分离器的底部排出并装桶密封收集，分离后的上清液由旋液分离器的顶部出来，当含汞浓度< 0.5yg/l后排放。另一实施例不同之处在于旋液分离器后连接一吸附器，吸附器内的填料为分子筛，从旋液分离器顶部出来的分离后的上清液进入吸附器，在还原反应器中未反应的汞离子被吸附器内的分子筛吸附，当吸附后的废水含汞浓度< 0. 5 μ g/1后排放。另一实施例不同之处在于吸附器后设置一废水循环泵，吸附后的废水通过废水循环泵以均勻稳定的流速将废水再送入还原反应器进行还原反应，经旋液分离器进行液液分离，旋液分离器顶部出来的分离后的上清液再进入吸附器，分离后的上清液含汞浓度彡0.5 μ g/Ι后排放。另一实施例不同之处在于吸附器顶部连接一气相吸附装置，气相吸附装置内填装有活性炭。另一实施例不同之处在于分子筛是可再生的，当分子筛达到吸附饱和后，在吸附器底部通入蒸汽对分子筛进行再生，通过分子筛的含汞蒸汽进入气相吸附装置后排放。另--实施例不同之处在于吸附器内的填料为球状的13X型分子筛。
另--实施例不同之处在于吸附器内的填料为柱状的5A型分子筛。
另--实施例不同之处在于还原反应器内的填料为IOmm柱状的金属锌。
另--实施例不同之处在于还原反应器内的填料为5mm球状的金属铝。
另--实施例不同之处在于均勻稳定的流速为5m3/h。
另--实施例不同之处在于均勻稳定的流速为15m3/h。
以下为本发明的工作流程及原理
来自电石法聚氯乙烯生产中产生的含汞废盐酸、废碱液等含汞废水，汇集至PH调节池，调节其PH调节至9-11，由输送泵打入反应罐内，同时在反应罐内加入重金属沉降剂进行充分反应，然后再加入无机絮凝剂，生成的HgS絮状沉淀自然沉淀下来，产生的上清液，经砂滤罐过滤后进入还原反应器，在还原反应器中含汞废水中的汞离子与反应器填装的金属锌发生还原反应，析出液态汞单质与还原后的废水一起进入旋液分离器中进行液液分离，经分离后的汞单质由旋液分离器的底部排出并装桶密封，分离后的上清液由旋液分离器的顶部出来再进入吸附器，在还原反应器中未反应的汞离子被吸附器中的分子筛吸附剂吸附，然后吸附后的废水再通过废水循环泵将不合格的吸附后的废水再送入还原反应器继续循环反应，并保证均勻稳定的循环流量，直到废水循环泵出口的含汞废水浓度低于 0. 005ppm后，打开泵出口的阀门，将废水送入全厂综合污水处理厂处理。在反应罐中沉降下来的含汞污泥则自流进入污泥浓缩池，再通过污泥泵到固液分离装置，所得滤液返回PH调节池，进行循环沉降除汞反应，所得滤饼存放在危废库房，统一运走，从而达到除汞减少环境污染的目的。当分子筛吸附达到饱和后，从底部通入蒸汽进行再生过程，顶部出来的含汞的气体进入气相吸附装置被活性炭吸附，从而达到保护环境的目的。
权利要求
1.一种深度处理含汞废水的方法，包括依次相连接的PH调节池、输送泵、反应罐、污泥浓缩池以及处理含汞污泥的固液分离装置，其特征在于反应罐后设置了砂滤罐和含汞废水的深度处理装置，步骤如下(1)首先将含汞废水汇集至PH调节池，将PH调节至9-11；(2)由输送泵打入反应罐内，同时在反应罐内加入Na2S溶液进行充分反应，然后加入絮凝剂狗3+，生成的HgS絮状沉淀自然沉淀下来；(3)反应后的上清液经砂滤罐过滤后进入含汞废水的深度处理装置，(4)沉淀后的HgS沉淀物去污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩后进入固液分离装置进行固液分离，分离后的液体返回PH调节池，分离后的固体装桶密封收集。
2.根据权利要求1所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于含汞废水的深度处理装置包括依次相连的还原反应器和旋液分离器；经砂滤罐过滤后的含汞废水均勻稳定的流速送入还原反应器，还原反应器内的填料为金属锌，在还原反应器中含汞废水中的汞离子与金属锌发生还原反应，析出液态汞单质并与还原后的废水一起进入旋液分离器中进行液液分离，经分离后的汞单质由旋液分离器的底部排出并装桶密封收集，分离后的上清液由旋液分离器的顶部出来，合格后达标排放。
3.根据权利要求2所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于旋液分离器后连接一吸附器，吸附器内的填料为分子筛，从旋液分离器顶部出来的分离后的上清液进入吸附器，在还原反应器中未反应的汞离子被吸附器内的分子筛吸附，吸附后的废水合格后达标排放。
4.根据权利要求3所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于吸附器后设置一废水循环泵，吸附后的废水通过废水循环泵以均勻稳定的流速将废水再送入还原反应器进行还原反应，经旋液分离器进行液液分离，旋液分离器顶部出来的分离后的上清液再进入吸附器，分离后的上清液合格后达标排放。
5.根据权利要求4所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于吸附器顶部连接一气相吸附装置，气相吸附装置内填装有活性炭。
6.根据权利要求3所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于分子筛是可再生的，当分子筛达到吸附饱和后，在吸附器底部通入蒸汽对分子筛进行再生，通过分子筛的含汞蒸汽进入气相吸附装置后排放。
7.根据权利要求6所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于吸附器内的填料为球状或柱状的13X型分子筛、5A型分子筛或固体活性炭、重金属螯合树脂。
8.根据权利要求2所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于还原反应器内的填料为金属，其离子态的电极电位低于汞离子的电极电位。
9.根据权利要求8所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于还原反应器内的填料为5-20mm的球状或柱状的金属锌、金属铁或金属铝。
10.根据权利要求2或4所述的一种深度处理含汞废水的方法，其特征在于所述的均勻稳定的流速为4-15m3/h。
全文摘要
本发明涉及一种含汞废水的处理方法，包括如下步骤首先将含汞废水汇集至pH调节池，将pH调节至9-11，由输送泵打入反应罐内，同时在反应罐内加入Na2S溶液进行充分反应，然后加入絮凝剂Fe3+，生成的HgS絮状沉淀自然沉淀下来，反应后的上清液经砂滤罐过滤后进入含汞废水的深度处理装置，沉淀后的HgS沉淀物去污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩后进入固液分离装置进行固液分离。本发明解决了目前电石法生产聚氯乙烯树脂工业炉合成工序产生的含汞废水处理效果差从而造成对环境污染的问题，具有工艺简单合理、易实施、见效快等优点，可广泛应用于含汞废水的处理中，特别适用于聚氯乙烯树脂生产中的含汞废水的深度处理中。
文档编号C02F101/20GK102372377SQ20111028295
公开日2012年3月14日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者刘中海, 吴彬, 张国玉, 张永龙, 裴建伟, 郭健, 陆俊, 马银山 申请人:天辰化工有限公司